Нормирование в области электромагнитной совместимости

5.5.3 Несинусоидальность напряжения

В ЭЭС для выработки электрической энергии почти исключительно применяются трехфазные синхронные генераторы, которые являются источниками синусоидального симметричного трехфазного напряжения. Если нагрузка в системе линейная, то и токи во всех ветвях синусоидальны. Наличие нелинейной нагрузки приводит к возникновению несинусоидальных токов во всех ветвях электрической сети, что приводит к возникновению несинусоидальная кривая напряжения во всех точках сети (рис.5.5), это отрицательно влияет на работу электрической сети. Для анализа несимметричных режимов токи и напряжение разлагаются на гармонические составляющие.

Рис. 5.5 Несинусоидальность напряжения

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;

- коэффициентом n-й гармонической составляющей напряжения.

Измерение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения осуществляют для междуфазных (фазных) напряжений.

Для каждого i-гo наблюдения за период времени, равный 24 ч, определяют действующее значение напряжения n-й гармоники в вольтах, киловольтах.

Вычисляют значение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в процентах как результат i-го наблюдения по формуле

,

где - действующее значение напряжения основной частоты на i-м наблюдении в вольтах, киловольтах.

Допускается вычислять данный показатель КЭ по формуле

.

Вычисляют значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения в процентах как результат усреднения N наблюдений на интервале времени , равном 3 с, по формуле

. (5.7)

Число наблюдений N должно быть не менее 9

Коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения в точке общего присоединения считают соответствующим требованиям стандарта, если наибольшее из всех измеренных в течение 24 ч значений коэффициентов n-й гармонической составляющей напряжения, не превышает предельно допустимого значения, а значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, соответствующее вероятности 95 % за установленный период времени, не превышает нормально допустимого значения.

Дополнительно допускается определять соответствие нормам стандарта по суммарной продолжительности времени выхода измеренных значений данного показателя за нормально и предельно допустимые значения.

При этом коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения считают соответствующим требованиям стандарта, если суммарная продолжительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет не более 5 % от установленного периода времени, т.е. 1ч 12 мин, а за предельно допустимые значения - 0 % от этого периода времени.

Измерение кэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения осуществляют для междуфазных (фазных) напряжений.

Для каждого i-го наблюдения за установленный период времени определяют действующие значения гармонических составляющих напряжения в диапазоне гармоник от 2-й до 40-й в вольтах, киловольтах.

Вычисляют значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в процентах как результат i-го наблюдения по формуле

, (5.8)

где - действующее значение междуфазного (фазного) напряжения основной частоты для i-гo наблюдения, В, кВ.

При определении данного показателя КЭ допускается:

1) не учитывать гармонические составляющие, значения которых менее 0,1%;

2) вычислять данный показатель КЭ по формуле

(5.9)

Примечание.Относительная погрешность определения с использованием формулы (5.9) вместо формулы (5.8) численно равна значению отклонения напряжения от .

Вычисляют значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в процентах как результат усреднения N наблюдений на интервале времени , равном 3 с, по формуле

. (5.10)

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения в точке общего присоединения считают соответствующим требованиям, если наибольшее из всех измеренных в течение 24 ч значений коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения не превышает предельно допустимого значения, а значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, соответствующее вероятности 95 % за установленный период времени, не превышает нормально допустимого значения.

Дополнительно допускается определять соответствие нормам настоящего стандарта по суммарной продолжительности времени выхода измеренных значений данного показателя за нормально и предельно допустимые значения. При этом коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения считают соответствующим требованиям стандарта, если суммарная продолжительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет не более 5 % от установленного периода времени, т. е. 1ч 12 мин, а за предельно допустимые значения - 0 % от этого периода времени.

Нормально допустимые и предельно допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением приведены в табл. 5.1.

Нормально допустимые значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжение в точках общего присоединения к электрическим сетям с разным номинальным напряжением приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.1

Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения, %

Нормально допустимое значение при , кВ	Предельно допустимое значение при , кВ
0,38	6-20	35	110-330	0,38	6-20	35	110-330
8,0	5,0	4,0	2,0	12,0	8,0	6,0	3,0

Таблица 5.2

Значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, %

Нечетные гармоники, не кратные 3, при , кВ	Нечетные гармоники, кратные 3**, при , кВ	Четные гармоники, при , кВ
n*	0.38	6-20	35	110-330	n*	0.38	6-20	35	110-330	n*	0.3 8	6-20	35	110- 330
5	6,0	4,0	3,0	1,5	3	5,0	3,0	3,0	1,5	2	2,0	1,5	1,0	0,5
7	5,0	3,0	2,5	1,0	9	1,5	1,0	1,0	0,4	4	0,7	0,7	0,5	0,3
11	3,5	2,0	2,0	1,0	15	0,3	0,3	0,3	0,2	6	0,3	0,3	0,3	0,2
13	3,0	2,0	1,5	0,7	.21	0,2	0,2	0,2	0,2	8	0,3	0,3	0,3	0,2
17	2,0	1,5	1,0	0,5	>21	0,2	0,2	0,2	0,2	10	0,3	0,3	0,3	0,2
19	1,5	1,0	1,0	0,4						12	0,2	0,2	0,2	0,2
23	1,5	1,0	1,0	0,4						>12	0,2	0,2	0,2	0,2
25	1,5	1,0	1,0	0,4
>25	0,2+1,3х х25/n	0,2+0,8х х25/n	0,2+0,6х х25n	0,2+0,2х х25/n

Примечание.

*n - номер гармонической составляющей напряжения.

** Нормально допустимые значения, приведенные для n, равные 3 и 9, относятся к однофазным электрическим сетям. В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимаются вдвое меньшими приведенных в таблице.

Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения вычисляют по формуле

(5.11)

где - нормально допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения, определяемое по табл. 5.2.

5.5.4 Несимметрия напряжения

Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности;

- коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности;

Вычисляют коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности в процентах как результат i-го наблюдения по формуле

, (5.12)

где - действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений в i-м наблюдении, В, кВ;

- действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты в i-м наблюдении, В, кВ.

При определении допускается:

1) определять методом симметричных составляющих;

2) вычислять по приближенной формуле

, (5.13)

где - наибольшее и наименьшее действующие значения из трек междуфазных напряжений основной частоты в i-м наблюдении, В, кВ;

3) применять при вычислении вместо действующих значений междуфазных напряжений основной частоты действующие значения соответствующих напряжений с учетом гармонических составляющих этих напряжений при коэффициенте искажения синусоидальности напряжения, не превышающем 5 %;

4. вычислять по формуле

, (5.14)

где - номинальное значение междуфазного напряжения, В, кВ.

При этом относительная погрешность определения c использованием формулы (5.14) вместо формулы (5.12) численно равна значению отклонения от напряжения от .

Вычисляют значение коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в процентах как результат усреднения N наблюдений на интервале времени , равном 3 с, по формуле

. (5.15)

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности в точке общего присоединения считают соответствующим требованиям стандарта, если наибольшее из всех измеренных в течение 24 ч значений коэффициентов несимметрии напряжений по обратной последовательности не превышает предельно допустимого значения, а значение коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности, соответствующей вероятности 95 % за установленный период времени, не превышает нормально допустимого значения.

Дополнительно допускается определять соответствие нормам стандарта по суммарной продолжительности времени выхода измеренных значений данного показателя за нормально и предельно допустимые значения.

При этом коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности считают соответствующим требованиям стандарта, если суммарная продолжительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет не более 5 % от установленного периода времени, т.е. 1ч 12 мин, а за предельно допустимые значения - 0 % от этого периода времени. Измерение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности проводят следующим образом:

Вычисляют коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности в процентах как результат i-го наблюдения по формуле

, (5.16)

где - действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений в i-м наблюдении, В, кВ;

- действующее значение междуфазного напряжения прямой последовательности основной частоты, В, кВ.

При определении допускается:

1) определять методом симметричных составляющих;

2) вычислять при симметрии междуфазных напряжений по приближенной формуле

, (5.17)

где - наибольшее и наименьшее из трех действующих значений фазных напряжений основной частоты в i-м наблюдении, В, кВ;

3) применять вместо действующих значений междуфазных и фазных напряжений основной частоты действующие значения соответствующих напряжений с учетом всех гармонических составляющих этих напряжений при коэффициенте искажения синусоидальности кривых напряжений, не превышающем 5 %;

4) вычислять по формуле

, (5.18)

где - номинальное значение фазного напряжений, В, кВ.

При этом относительная погрешность определения с использованием формулы (5.18) вместо формулы (5.16) численно равна отклонению напряжения от .

Вычисляют значение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности в процентах как результат усреднения N наблюдений на интервале времени , равном 3 с, по формуле

. (5.19)

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности в точке общего присоединения считают соответствующим требованиям стандарта, если наибольшее из всех измеренных в течение 24 ч значений коэффициентов несимметрии напряжений по нулевой последовательности не превышает предельно допустимого значения, а значение коэффициента несимметрии напряжении по нулевой последовательности, соответствующее вероятности 95 % за установленный период времени, не превышает нормально допустимого значения.

Дополнительно допускается определять соответствие нормам стандарта по суммарной продолжительности времени выхода измеренных значений данного показателя за нормально и предельно допустимые значения.

При этом коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если суммарная продолжительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет не более 5 % от установленного периода времени, т.е. 1ч 12 мин, а за предельно допустимые значения - 0 % от этого периода времени.

Нормы приведенных показателей установлены следующие

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в точках общего присоединения к электрическим сетям равны 2,0 и 4,0 % соответственно.

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности в точках общего присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ равны 2,0 и 4,0 % соответственно.

5.5.5 Отклонение частоты

В нормальном режиме в энергосистеме поддерживается частота 50 Гц. При этом осуществляется баланс вырабатываемой и потребляемой активной мощности. Если в какой-то момент времени возникает дефицит активной мощности, например, аварийное отключение генератора, то в системе происходит снижение частоты, в результате чего снижается потребляемая в системе мощность и устанавливается снова баланс генерации и потребления активной мощности при более низкой частоте. Аналогично рассуждая, можно показать, что при отключении части перегрузки баланс генерации и потребления установится при более высокой частоте.

Измерение отклонения частоты осуществляют следующим образом.

Для каждого i-го наблюдения за установленный период времени измеряют действительное значение частоты в герцах.

Вычисляют усредненное значение частоты в герцах как результат усреднения N наблюдений на интервале времени, равном 20 с, по формуле

. (5.20)

Число наблюдений N не должно быть не менее 15.

Вычисляют значение отклонения частоты в герцах по формуле

, (5.21)

где - номинальное значение частоты, Гц.

Отклонение частоты считают соответствующим требованиям стандарта, если все измеренные в течение 24 ч значения отклонений частоты находятся в интервале, ограниченном предельно допустимыми значениями, а не менее 95 % всех измеренных значений отклонения частоты находятся в интервале, ограниченном нормально допустимыми значениями.

Дополнительно допускается определять соответствие нормам стандарта по суммарной продолжительности времени выхода измеренных значений данного показателя за нормально и предельно допустимые значения.

При этом отклонение частоты считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если суммарная продолжительность времени выхода за нормально допустимые значения составляет не более 5 % от установленного периода времени, т.е, 1ч 12 мин, а за предельно допускаемые значения - 0 %.

Нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны ±0,2 и ±0,4 Гц соответственно.

5.5.6 Провал напряжения

Провал напряжения характеризуется величиной снижения напряжения и длительностью провала (рис. 5.6).

Рис. 5.6 Провал напряжения

Измерение длительности провала напряжения в секундах (рис.5.6) осуществляют следующим образом:

1. Фиксируют начальный момент времени резкого спада (с длительностью менее 10 мс) огибающей среднеквадратаческих значений напряжения, определенных на каждом полупериоде основной частоты, ниже уровня .

2. Фиксируют конечный момент времени восстановления среднеквадратичного значения напряжения до .

3. Вычисляют длительность провала напряжения в секундах по формуле

,

где - начальный и конечный моменты времени провала напряжения.

Длительность провалов напряжения в точке общего присоединения считают соответствующей требованиям настоящего стандарта, если наибольшая длительность провала напряжения из всех измеренных в течение продолжительного периода наблюдения (как правило, в течение года) длительностей провалов напряжения, не превышает предельно допустимого значения.

Допускается определять максимально возможную длительность провала в точке присоединения к электрической сети путем расчета суммарной выдержки времени устройств релейной защиты, автоматики и коммутационных аппаратов, установленных в соответствующих электрических сетях энергоснабжающей организации. Если найденная таким образом длительность провала напряжения не превышает предельно допустимого значения, то такую длительность провала напряжения считают соответствующей требованиям стандарта.

Глубину провала напряжения в процентах (рис.5.6) определяют следующим образом.

Измеряют среднеквадратичные значения напряжения за каждый полупериод основной частоты во время провала напряжения в вольтах, киловольтах.

Определяют минимальное из всех измеренных среднеквадратичных значений напряжения в вольтах, киловольтах.

Вычисляют глубину провала напряжения в процентах по формуле

. (5.22)

Частность появления провалов напряжения в процентах вычисляют по формуле

, (5.23)

где - число провалов напряжения глубиной и длительностью за период времени наблюдений Т.

Предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно равно 30 С. Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям определяется выдержками времени релейной защиты и автоматики.

Характеристики провалов напряжения в электрических сетях напряжением 6-10 кВ

Соотношение характерных интервалов длительности провалов напряжения для крупных городских кабельных электрических сетей (в процентах к общему количеству провалов) приведено в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Интервал длительности провалов напряжения, с	Доля интервалов данной длительности, %
3-6	20
6-15	60
15-21	16
21-30	4
3-30	100

Примечание. Провалы напряжения длительностью до 3 с имеют место только в электрических сетях, где устройства АВР на трансформаторной подстанции выполнены на стороне 0,38 кВ (с временем срабатывания АВР, равным 0,2 с), что не является типичным для большинства электрических сетей.

Соотношение характеристик провалов напряжения для городской кабельной сети 6-10 кВ, имеющей во всех РП и ТП устройства ABP, приведено в табл. 5.5.

Таблица 6.5

Глубина провала, %	Доля интервалов, % при длительности провала, с	Всего, %
	0,2	0,5-0,7	1,5-3,0	3,0-30
1-35	-	-	18	-	18
35-99	38	3	8	-	49
100	26	-	-	7	33
Итого	64	3	26	7	100

Примечания

1. 4-5 % имеют индивидуальные реакторы на отходящих кабельных линиях, на 55 % установлены групповые реакторы.

2. 25 % АВР выполнено на стороне 6-10 кВ с временем срабатывания от 3 до 30 с; 75 % АВР выполнено на стороне 0,38 кВ с временем срабатывания 0,2 с.

3. 80 % от общего количества провалов напряжения вызваны повреждениями в электрических сетях 6-10 кВ (общая протяженность сети 30 000 км); 20 % - повреждениями на ЦП и в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше (городская сеть питается от 120 ЦП).

4. В среднем каждый потребитель испытывает провалы напряжения 12 раз в год.

Соотношение характеристик провалов напряжения для городской кабельной электрической сети 6-10 кВ, имеющей устройства АВР на всех РП и частично на TП, приведено в табл. 5.6.

Таблица 5.6

Глубина провала, %	Доля интервалов, % при длительности провала, с	Всего, %
	0,2	0,5-0,7	1,5-3,0	3,0-30
10-30	-	-	14	-	14
35-99	-	9	39	-	48
100	-	-	-	38	38
Итого	-	9	53	18	100

Примечания

1. 26 % ЦП имеют индивидуальные реакторы на отходящих кабельных линиях, на 74 % установлены или отсутствуют групповые реакторы.

2. 72 % ТП имеют АВР на стороне 6-10 кВ.

3. 70 % от oбщего количества провалов напряжения вызваны повреждениями в электрических сетях 6-10 кВ (общая протяженность сети 10 000 км); 30 % - повреждениями на ЦП и в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше (городская сеть питается от 65 ЦП).

4. В среднем каждый потребитель испытывает провалы напряжения 4 раза в год.

Соотношение характеристик провалов напряжения для городской кабельной электрической сети 6-10 кВ, имеющей устройства АВР только на РП, приведено в табл. 5.7.

Соотношение характеристик провалов напряжения для смешанных воздушно-кабельных электрических сетей 6-10 кВ, имеющих устройства АВР на всех РП и частично на ТП, приведено в табл. 5.8.

Соотношение характеристик провалов напряжения для различных по структуре электрических сетей приведено в табл. 6.9.

Таблица 5.7

Глубина провала, %	Доля интервалов, % при длительности провала, с	Всего, %
	0,2	0,5-0,7	1,5-3,0	3,0-30
10-35	-	-	-	-	-
35-99	-	45	20	-	65
100	-	-	-	35	35
Итого	-	45	20	35	100

Примечания

1. ЦП оборудованы или не оборудованы групповыми реакторами.

2. ТП не оборудованы АВР.

3. 75 % провалов напряжения вызваны повреждениями в электрических сетях 6-10 кВ (протяженность сети 1000 км); 25 % - повреждениями в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше.

4. В среднем каждый потребитель испытывает провалы напряжения 2 раза в год.

Таблица 5.8

Глубина провала, %	Доля интервалов, % при длительности провала, с	Всего, %
	0,2	0,5-0,7	1,5-3,0	3,0-30
10-35	-	-	-	-	-
35-99	-	4	66	-	70
100	-	-	-	30	30
Итого	-	4	66	30	100

Примечания

1. ЦП оборудованы или не оборудованы групповыми реакторами.

2. Общая протяженность электрической сети 32 000 км, в том числе протяженность кабельных линий составляет 6200 км (20 %)

3. 10 % ТП оборудованы устройствами АВР на стороне 6-10 кВ.

4. ТП оборудованы устройствами АВР на стороне 0,38 кВ.

5. 90 % от общего количества провалов напряжения вызваны повреждениями в электрических сетях 6-10 кВ и 10 % - в электрических сетях напряжением 35 кВ и выше (сети питаются от 400 центров питания).

4. В среднем каждый потребитель испытывает провалы напряжения 25-30 раз в год.

Таблица 5.9

	Доля интервалов, %, при длительности провала, с	Всего, %
	0,2	0,5-0,7	1,5-3,0	3,0-30
	МКС	ЛКС	ЕКС	МО	МКС	ЛКС	ЕКС	МО	МКС	ЛКС	ЕКС	МО	МКС	ЛКС	ЕКС	МО	МКС	ЛКС	ЕКС	МО
1-35	-	-	-	-	-	-	-	-	18	14	-	-	-	-	-	-	18	14	-	-
35-99	38	-	-	-	3	9	45	4	8	39	20	66	-	-	-	-	49	48	65	70
100	26	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	7	38	35	30	33	38	35	30
Итого	64	-	-	-	-	9	45	4	26	53	20	66	7	38	35	30	100	100	100	100

Примечение. МКС - Московская кабельная сеть; ЛКС - кабельная сеть Ленэнерго; ЕКС - кабельная сеть Екатеринбурга; МО - воздушно-кабельная сеть Московской области.

Данные по глубине, длительности и частности появления провалов напряжения полученные по результатам измерений, проведенных в странах Европейского Союза, приведены в табл. 5.10, 5.11. Частность появления провалов напряжения в этих таблицах указана по отношению к 100 событиям, повлекшим за собой провалы напряжения различной глубины и длительности.

Соотношение характеристик провалов напряжения для кабельных линий приведено в табл. 5.11.

Таблица 5.10

Глубина провала, %	Доля интервалов, % при длительности провала, с	Всего, %
	0,01-0,1	0,1-0,5	0,5-1,0	1,0-3,0	3-20	20-60
10-30 30-60 60-95 100	33,0 4,0 3,0 0,5	20,0 15,0 9,0 0,5	4,0 2,0 0,5 1,0	0,5 - 1,5 -	0,5 - - -	- - - 5,0	58,0 21,0 14,0 7,0
Итого	40,5	44,5	7,5	2,0	0,5	5,0	100

Соотношение характеристик провалов напряжения воздушно-кабельных линий приведено в табл. 5.11.

Таблица 5.11

Глубина провала, %	Доля интервалов, % при длительности провала, с	Всего, %
	0,01-0,1	0,1-0,5	0,5-1,0	1,0-3,0	3-20	20-60
10-30	19,0	17,0	4,0	1,0	0,5	-	41,5
30-60	8,0	10,0	3,0	0,5	-	-	21,5
60-95	1,0	4,0	2,0	0,5	-	-	7,5
100	1,0	4,0	17,0	2,0	1,5	4,0	29,5
Итого	29,0	35,0	26,0	4,0	2,0	4,0	100

5.5.7 Импульс напряжения

Импульсное напряжение в вольтах, киловольтах (рис.5.7) измеряют как максимальное значение напряжения при резком его изменении (длительность фронта импульса не более 5 мс).

Длительность импульса напряжения по уровню 0,5 его амплитуды в микросекундах, миллисекундах (рис.5.7) измеряют следующим образом.

Выделяют из общей кривой напряжения импульс напряжения и определяют амплитуду этого импульса в вольтах, киловольтах как максимальное значение импульса напряжения.

Определяют моменты времени в микросекундах, миллисекундах (рис.5.7), соответствующие пересечения кривой импульса напряжения горизонтальной линией, проведенной на половине амплитуды импульса, в микросекундах, миллисекундах.

Вычисляют по формуле

(5.24)

Рис. 5.7 Параметры импульсного напряжения

5.5.8 Временное перенапряжение

Измерение коэффициента временного перенапряжения в относительных единицах (рис.5.8) осуществляют следующим образом:

Рис. 5.8 Временное перенапряжение

Измеряют амплитудные значения напряжения в вольтах, киловольтах на каждом полупериоде основной частоты при резком (длительность фронта до 5 мс) превышении уровня напряжения, равного .

Определяют максимальное из измеренных амплитудных значений напряжения .

С целью исключения влияния коммутационного импульса на значение коэффициента временного перенапряжения определение осуществляют через 0,04 с от момента превышения напряжением уровня, равного .

Вычисляют коэффициент временного перенапряжения по формуле

. (5.23)

Длительность временного перенапряжения в секундах определяют следующим образом.

Фиксируют момент времени превышения действующим значением напряжения уровня, равного , и момент времени спада напряжения до уровня .

Вычисляют в секундах по формуле

. (5.24)

Значения коэффициента временного перенапряжения в точках присоединения электрической сети общего назначения в зависимости от длительности временных перенапряжении не превышают значений, указанных в табл. 5.12.

Таблица 5.12

Длительность временного перенапряжения , с	До 1	До 20	До 60
Коэффициент временного перенапряжения , относит. ед.	1,47	1,31	1,15

5.6 Электрические и магнитные поля

5.6.1 Принципы нормирования полей

При нормировании кондуктивных помех предусматривается прежде всего ограничение действия помех на технические средства. Нормирование полей осуществляется прежде всего с точки зрении безопасности человека. Еще 10-15 лет назад нормирование полей базировалось на ограничении полей антропогенной природы. Теперь установлено, что человек ощущает определённый дискомфорт при ослаблении естественного электромагнитного фона, характеристики которого используются как источник информации, обеспечивающий непрерывное взаимодействие биологических систем с изменяющимися условиями внешней среды. Характер и степень взаимодействия полей на биологические ткани зависят как от длины электромагнитной волны, так и от электрических параметров биоткани.

Биологический эффект электромагнитного облучения зависит от частоты, продолжительности и интенсивности воздействия, площади облучаемой поверхности, общего состояния здоровья человека. Кроме того, на развитие патологических реакций организма влияют:

- режимы генерации ЭМП, в том числе неблагоприятны амплитудная и угловая модуляции;

- факторы внешней среды (температура, влажность, повышенный уровень шума, рентгеновского излучения и др.);

- некоторые другие параметры (возраст человека, образ жизни, состояние здоровья и пр.);

- область тела, подвергаемая облучению.

Наиболее чувствительны больные организмы, в частности, страдающие аллергическими заболеваниями или имеющие склонность к образованию опухолей. Весьма опасно облучение в период эмбрионогенеза и в детском возрасте.

В настоящее время в качестве определяющего параметра при оценке влияния полей принято использовать плотность индуктированного в организме электрического тока. Вопросы воздействия электромагнитных полей на человека, результаты эпидемиологических исследований оценки этих влияний изложены подробно в гл. 9.

Нормативной базой в России являются санитарные правила и нормы, а также предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМП на рабочих местах и в местах проживания населения. Конкретные значения нормативных параметров зависят от большого числа причин и являются скорее всего предметом соглашения между производителями определённого вида оборудования и специалистами в области гигиены. Результат такой борьбы зависит от уровня экономического развития страны, воздействия на фирмы-производители, общественного мнения и от других факторов. Как итог - в настоящее время нормы разных стран значительно отличаются друг от друга. Самыми жёсткими рекомендациями являются рекомендации ВОЗ.

Общим для норм во всех странах является:

1. Ограничение по напряженности электрического и магнитного полей;

2. Допустимые уровни ослабления геомагнитного поля (ГМП);

3. Нормирование напряженностей в зависимости от частоты;

4. Нормы для персонала, обслуживающего установки (производственный персонал), и нормы для населения, которые всегда ниже, чем для профессионалов. Это объясняется тем фактом, что к населению могут относиться заведомо ослабленные - больные, инвалиды, беременные женщины и другие категории лиц, для которых ЭМП могут оказаться более вредными, чем для здоровых людей. Кроме того, рассматривая население, мы сразу предполагаем постоянное (круглосуточное) воздействие на них полей.

5.6.2 Допустимые уровни ослабления геомагнитного поля

Оценка и нормирование ослабления геомагнитного поля на рабочем месте производится на основании определения его интенсивности внутри помещения, объекта, технического средства (далее - помещения) и в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту его расположения, с последующим расчетом коэффициента ослабления ГМП.

Интенсивность ГМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в Тл (мкТл, нТл), которые связаны между собой следующим соотношением:

где - магнитная постоянная, при этом

.

Коэффициент ослабления интенсивности ГМП () равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства ( или ) к его интенсивности внутри помещения ( или ):

,

где - модуль вектора магнитной индукции в открытом пространстве; - модуль вектора магнитной индукции на рабочем месте в помещении;

или

где - модуль вектора напряженности магнитного поля в открытом пространстве; - модуль вектора напряженности магнитного поля на рабочем месте в помещении.

Временный допустимый коэффициент ослабления интенсивности геомагнитного поля () на рабочих местах персонала в помещениях (объектах, технических средствах) в течение смены не должен превышать 2

.

5.6.3 Электростатические магнитостатические поля

Оценка и нормирование электростатического поля (ЭСП) осуществляется по уровню электрического поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену.

Уровень ЭСП оценивают в единицах напряженности электрического поля () в кВ/м.

Предельно допустимый уровень напряженности электростатического поля () при воздействии за смену устанавливается равным 60 кВ/м.

При воздействии ЭСП более 1 ч за смену определяются по формуле:

,

где - время воздействия (ч).

В диапазоне напряженностей 20-60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств за щиты () определяется по формуле:

,

где - измеренное значение напряженности ЭСП (кВ/м).

При напряженностях ЭСП, превышающих 60 кВ/м, работа без применения средств защиты не допускается.

При напряженностях ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

Оценка нормирования постоянного магнитного поля (ПМП) осуществляется по уровню магнитного поля дифференцированно в зависимости от времени его воздействия на работника за смену для условий общего (на все тело) и локального (кисти рук, предплечье) воздействия.

Уровень ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля () в А/м или в единицах магнитной индукции (В) в мТл.

ПДУ напряженности (индукции) ПМП на рабочих местах представлены в табл. 5.13.

Таблица 5.13

ПДУ постоянного магнитного поля

Время воздействия за рабочий день, мин	Условия воздействия
	Общее	Локальное
	ПДУ напряженности, кА/м	ПДУ магнитной индукции, мТл	ПДУ напряженности, кА/м	ПДУ магнитной индукции, мТл
0-10 11-60 61-480	24 16 8	30 20 10	40 24 12	50 30 15

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) ПМП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.

5.6.4 Поля промышленной частоты

При производстве работ на неотключаемом оборудовании воздушных линий электропередач и подстанции опоры (трансформаторы, выключатели, разъединили, двигатели и т.д.) персонал подвергается воздействию комплекса неблагоприятных факторов производственной сферы: электрических и магнитных полей (ЭП, МП) промышленной частоты. Существенное влияние могут иметь факторы коронного разряда: электромагнитное излучение широкополосного спектра частот, озон, окислы азота, слышимый треск и ультразвук. Все эти факторы оказывают отрицательное воздействие на персонал. Воздействию полей промышленной частоты подвергается и население, которое постоянно общается с бытовыми электроприборами.

На промышленной частоте электрическое и магнитное поля можно считать не связанными друг с другом и можно рассматривать отдельно. Нормирование полей 50 Гц на рабочих местах персонала дифференцировано в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

Предельно допустимые уровни напряженности электрического поля 50 Гц.

Предельно допустимый уровень напряженности ЭП на рабочем месте в течение всей смены устанавливается равным 5 кВ/м.

При напряженностях в интервале больше 5 до 20 кВ/м включительно допустимое время пребывания в ЭП Т (ч) рассчитывается по формуле

,

где - напряженность ЭП в контролируемой зоне, кВ/м; - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч.

При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м допустимое время пребывания в ЭП составляет 10 мин.

Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.

Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП () вычисляют по формуле

,

где - приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭП нижней границы нормируемой напряженности; - время пребывания в контролируемых зонах с напряженностью - допустимое время пребывания для соответствующих контролируемых зон. Приведённое время не должно превышать 8 ч.

Предельно допустимые уровни напряженности магнитного поля 50 Гц.

Предельно допустимые уровни напряженности периодических (синусоидальных) МП устанавливаются для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия (табл. 5.14).

Допустимая напряженность МП внутри временных интервалов определяется в соответствии с кривой интерполяции, приведенной в Приложении.

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) МП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью.

Таблица 5.14

ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц

Время пробивания, ч	Допустимые уровни МП, Н [А/м] / В [мкТл] при воздействии
	общем	локальном
1	1600/2000	6400/8000
2 4	800/1000 400/500	3200/4000 1 600/2000
8	80/100	800/1000

Допустимое время пребывания может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня.

Предельно допустимые нормы для населения

Для населения ПДУ напряженности электрического поля в жилых помещениях составляет 500 В/м. Кроме того, вводятся следующие ПДУ для электрических полей, излучаемых воздушными ЛЭП напряжением 300 кВ и выше:

внутри жилых зданий - 500 В/м;

на территории зоны жилой застройки - 1 кВ/м;

в населенной местности вне зоны жилой застройки, а также на территориях огородов и садов - 5 кВ/м;

на участках пересечения высоковольтных линий с автомобильными дорогами категории 1…4 - 10 кВ/м;

в населенной местности - 15 кВ/м;

в труднодоступной местности и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения, - 20 кВ/м.

Для защиты населения вдоль ЛЭП устанавливаются санитарно-защитные зоны, в пределах которых запрещается строить жилые и общественные здания. Границы таких зон вдоль трассы ЛЭП с горизонтальным расположением проводов и без средств снижения поля по обе стороны от нее устанавливаются на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов в направлении, перпендикулярном к ЛЭП, напряжением 330 кВ - 20 м, 500 кВ - 30 м, 650 кВ - 40 м, 1150 кВ - 55.

Что касается магнитного поля промышленной частоты, то специальных отечественных норм для населения не разработано, и приходится ориентироваться на нормы, относящиеся к производственному облучению, либо пользоваться международными нормами (500 мкТ для времени облучения до 2 ч в сутки, 100 мкТ для времени облучения до 24 ч).

5.6.5 Поля радиочастот

Нормирование ЭМП диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ).

Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц рассчитывается по формулам:

,

где - напряженность электрического поля (В/м); - напряженность магнитного поля (А/м), плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м², мкВт/см²); - время воздействия за смену (ч).

Энергетическая экспозиция в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц рассчитывается по формуле:

,

где - плотность потока энергии (Вт/м², мкВт/см²).

ПДУ энергетических экспозиций () на рабочих местах за смену представлены в табл. 5.15.

Таблица 5.15

ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот 30 кГц-300 ГГц

Параметр	в диапазонах частот, МГц
	0,03 - 3,0	3,0- 30,0	30,0 - 50,0	50,0 - 300,0	300,0 - 300 000,0
,	20 000	7000	800	800	-
,	200	-	0,72	-	-
,	-	-	-	-	200

Максимальные допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в табл. 5.16.

Таблица 5.16

Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП диапазона частот 30 кГц-300 ГГц

Параметр	Максимально допустимые уровни в диапазонах частот, МГц
	0,03 - 3,0	3,0- 30,0	30,0 - 50,0	50,0 - 300,0	300,0 - 300 000,0
Е, В/м Н, А/м ППЭ, мкВт/см2	500 50 -	300 - -	80 3,0	80 - -	- - 1000 5000*

* Для условий локального облучения кистей рук.

Для случаев облучения от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (вращающиеся и сканирующие антенны с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 20) и локального облучения рук при работах с микрополосковыми устройствами предельно допустимый уровень плотности потока энергии для соответствующего времени облучения () рассчитывается по формуле

,

где - коэффициент снижения биологической активности воздействий; - для случаев облучения от вращающихся антенн.

Предельно допустимые уровни ЭМП для мест жилой застройки, мест массового отдыха и для внутренних помещений жилых общественных и производственных зданий приведены в табл.5.17 и 5.18.

Таблица 5.17

ПДУ ЭМП, создаваемые радиотехническими объектами

Диапазон частот, МГц
ПДУ, В/м	25	15	10	3*	10 мкВт/см2, 100 мкВт/см2**

Таблица 5.18

ПДУ ЭМП, создаваемые телевизионными станциями

Частота, МГц	48,4	88,4	192,0	300
ПДУ, В/м	5	4	3	2,5

Для мощных радиопередающих средств вводятся санитарно-защитные зоны. Внешние границы их определяются на высоте 2 м от земли в зависимости от частоты и мощности излучения по значениям ПДУ. Для радиовещательных и телевизионных станций, имеющих ненаправленное излучение, санитарно-защитная зона имеет круговую форму. Радиусы санитарно-защитных зон для некоторых видов радиопередатчиков приведены в табл. 5.19 и 5.20.

Таблица 5.19

Радиусы санитарно-защитных зон для типовых радиопередающих станций

Диапазоны частот, МГц	Мощность передатчика, кВт
	до 5	5-25	25-100	Более 100
0,03-0,3	10	10-75	75-480	Более 480
0,3-3	20	20-150	150-960	Более 960
3-30	175	175-400	400-2500	Более 2500

Кроме санитарно-защитных зон, вводятся зоны ограничения - территории, где на высоте более 2 м от поверхности земли интенсивности ЭМП превышают ПДУ. В этих зонах запрещается строительство жилых зданий.

Таблица 5.20

Радиусы санитарно-защитных зон для типовых телецентров и телевизионных ретрансляторов

Мощность одного передатчика, кВт	Суммарная мощность с учетом УКВ- и ЧМ-вещания, кВт	Радиус санитарно-защитной зоны, м
До 5/2,5 (одна программа)	До 10	В пределах технической территории
До 25/7,5 (одна программа)	До 75	200-300
До 50/ 15 (две программы)	До 160	400-500
Свыше 50/15 (три программы)	До 200	500-1000

Не подлежит согла...